空調(diào)循環(huán)冷卻水水質(zhì)及水處理
隨著空調(diào)的普遍使用，空調(diào)冷卻水水質(zhì)的好壞越來越引起人們的重視，冷卻水水質(zhì)直接影響冷凝器內(nèi)部的傳熱性能，在蒸發(fā)溫度和其他條件一定的情況下，冷凝溫度越低，制冷系數(shù)就越大，耗電量就越少，機(jī)組運(yùn)行就越經(jīng)濟(jì)。據(jù)資料測算，冷凝溫度每降低1℃，單位制冷量的耗功率約減少3%~4%。因此，保證循環(huán)冷卻水水質(zhì)在一定的范圍內(nèi)，是防止制冷機(jī)組制冷效率衰減的主要措施之一。
1 循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)
1.1 冷卻水循環(huán)過程中水質(zhì)變化分析
空調(diào)冷卻水系統(tǒng)一般分為敞開式和密閉式兩種循環(huán)系統(tǒng)，而敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以效果好、造價(jià)低而廣泛應(yīng)用于工程中。但在敞開式系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，循環(huán)冷卻水經(jīng)逐漸蒸發(fā)冷卻后濃縮，水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-溶解性固體、懸浮物逐漸增加，另經(jīng)風(fēng)吹和日光照射，空氣中的粉塵、雜物、可溶性氣體污染使水質(zhì)產(chǎn)生很大的變化，致使系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕和微生物大量繁殖生長，造成系統(tǒng)熱阻增大熱交換率降低，設(shè)備腐蝕及壽命縮短，故應(yīng)重視冷卻水循環(huán)過程中的水處理。
1.2 循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)
空調(diào)冷卻水在循環(huán)過程中可歸納為產(chǎn)生懸浮物、結(jié)垢、腐蝕和產(chǎn)生藻類幾方面，要使制冷機(jī)組能在一定的冷卻水水質(zhì)條件下正常運(yùn)行，需要通過水處理去除懸浮物，控制泥垢及結(jié)垢，控制腐蝕微生物繁殖生長，要達(dá)到上述目的，日本冷凍空調(diào)工業(yè)協(xié)會對一般空調(diào)用冷卻水循環(huán)水的水質(zhì)作了規(guī)定(JRAGL-02-1994)，詳見表1。
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根據(jù)我國的國情，參照《給水排水設(shè)計(jì)手冊》的有關(guān)規(guī)定，筆者建議空調(diào)循環(huán)冷卻水水質(zhì)宜達(dá)到如下指標(biāo)，詳見表2。
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2 常用的幾種水處理方式及特點(diǎn)
2.1 大型冷卻水處理系統(tǒng)
冷卻水水處理方法可分為化學(xué)法和物理法，就目前來講，大型冷卻水系統(tǒng)多采用化學(xué)方法，它包括水處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)和反洗系統(tǒng)。系統(tǒng)補(bǔ)充水經(jīng)離子交換除去硬度和鹽類結(jié)合循環(huán)水中加入阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑，并定期對系統(tǒng)進(jìn)行清洗及反洗，形成全套的水處理技術(shù)。這種方法效果好，設(shè)備多，投資大，但延長設(shè)備壽命，運(yùn)行效率高，節(jié)約能源，被國內(nèi)外大公司所關(guān)注，大型空調(diào)冷卻水處理系統(tǒng)逐漸被采用，具有較廣闊的前景。
常用的阻垢緩蝕劑有六偏磷酸鈉、氨基三甲叉膦酸鹽、硫酸鋅、鉬酸鈉、磷酸脂、聚丙酸、聚馬來酸、共聚物等，這些物品都能在水中較快地溶解起到對設(shè)備和系統(tǒng)阻垢緩蝕作用，但它們的應(yīng)用特點(diǎn)、適用溫度、投加濃度、PH值控制范圍以及在水中的生成物有較大差異，因此應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)條件及運(yùn)行情況合理選用。殺菌劑有多種，如次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯、1227、臭氧、潔而滅等，但最常用的是殺菌效果好，能與阻垢、緩蝕劑配合使用價(jià)格低廉的氯，為保證氯最佳殺生效果，應(yīng)注意：
(1)對于敞開式冷卻水系統(tǒng)，加氯管道應(yīng)通入冷卻塔水池水面下200mm以下，嚴(yán)禁在回水管加氯。
(2)對于大型系統(tǒng)應(yīng)采用連續(xù)加氯方式，對于中小型系統(tǒng)宜采用間歇式加氯方式，每次加氯間隔為2~3h。
(3)加氯時(shí)，循環(huán)水的PH值宜為7~8。
(4)含油量大的循環(huán)水不宜用氯，并應(yīng)避免與銅緩蝕劑同時(shí)加入。
(5)冷卻塔水池中的污泥要及時(shí)排除。
2.2 硅酸鹽被膜水處理器
復(fù)方硅酸鹽被膜水處理器，是一種常用的冷卻水處理裝置，它由加藥器和除污器兩部分組成，在運(yùn)行過程中，其一能使金屬表面上生成一層微薄而堅(jiān)韌的分子膜，有效地防止金屬表面水與陽離子及溶解氧接觸，避免了氯化腐蝕和電化學(xué)腐蝕;其二藥劑溶于水后形成的膠態(tài)負(fù)離子可吸附水中的懸浮物及鈣鎂離子，形成絮狀沉淀，因而防止了結(jié)垢。但使用時(shí)應(yīng)注意：
(1)循環(huán)水中的含鹽量不宜太高，過高會使硅酸鹽快速形成不均勻絮狀沉淀，降低藥效。
(2)循環(huán)水中SiO2濃度要控制。SiO2濃度太低會加深腐蝕，SiO2濃度過大就易產(chǎn)生硅酸鹽沉淀，因此SiO2濃度宜控制在100~150mg/l范圍內(nèi)。
(3)循環(huán)水中Mg2+濃度>250mg/l時(shí)，不應(yīng)采用硅酸鹽作緩蝕劑。
2.3 電子水處理器
電子水處理器具有安裝操作簡單、防垢除垢明顯、殺菌滅藻、不污染環(huán)境、運(yùn)行費(fèi)用低廉的特點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于中、小型空調(diào)冷卻水系統(tǒng)，選用時(shí)應(yīng)注意：
(1)水總硬度應(yīng)<700mg/l(以CaCO3計(jì))且適用產(chǎn)生碳酸、鹽垢類的水質(zhì)，對水中的主要成分是硅酸鹽垢者不宜使用。
(2)電子水處理器必須采用垂直安裝，進(jìn)水口在下，出水口在上，其高頻發(fā)生器的安裝位置與大于20kW電器設(shè)備距離至少5m以上，若因場地所限無法滿足該距離，應(yīng)設(shè)屏蔽罩和良好的接地裝置。
(3)使用過程中需定期排污，每年清洗電極2~4次，使用5年后表面必須重新噴涂保護(hù)膜才能使用。
(4)電子水處理器沒有防腐蝕功能，循環(huán)水中應(yīng)附加防腐劑。
3 結(jié)束語
目前，我國尚沒有針對空調(diào)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這使工程設(shè)計(jì)人員無章可循，各工程所選取的水質(zhì)指標(biāo)也差異很大，筆者所建議的水質(zhì)指標(biāo)雖查閱了一些資料，但提出的水質(zhì)指標(biāo)屬一家之言，僅供參考。關(guān)于空調(diào)冷卻水循環(huán)過程中的水處理采用何種方式，需依據(jù)實(shí)際工程的水質(zhì)情況而確定。
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